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        三乙膦酸鋁在煙葉及土壤中的降解規(guī)律研究

        2010-05-25 06:52:48孫惠青楊云高徐廣軍曹愛(ài)華司西高王怡宏王春生李義強(qiáng)徐金麗楊清林
        中國(guó)煙草科學(xué) 2010年2期
        關(guān)鍵詞:叔丁醇殘留量內(nèi)標(biāo)

        孫惠青,楊云高,徐廣軍,曹愛(ài)華,司西高,王怡宏,王春生,李義強(qiáng)*,徐金麗,楊清林

        (1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所,青島 266101;2.四川省煙草公司涼山州公司會(huì)東縣煙草營(yíng)銷(xiāo)部,四川 會(huì)東 615200;3.山東日照煙草有限公司,山東 日照 262300;4.山東中煙工業(yè)公司,濟(jì)南 250013)

        三乙膦酸鋁(Phosethy-Al)即乙膦鋁,屬有機(jī)膦類(lèi)內(nèi)吸性低毒殺菌劑,對(duì)霜霉屬、疫霉屬等藻菌引起的病害有防效,常用于防治黃瓜霜霉病、大白菜霜霉病、球莖甘藍(lán)霜霉病、番茄早疫病、煙草黑脛病、棉花疫病等。三乙膦酸鋁的分析方法,報(bào)道較少,較多用重氮甲烷甲基化法,或用碘量滴定法:賴(lài)豐英等報(bào)道用滴定法測(cè)定混劑中三乙膦酸鋁含量[1],這兩種方法操作復(fù)雜,過(guò)程要求嚴(yán)格,在做痕量分析時(shí),誤差較大;王雪等報(bào)道用離子色譜法,通過(guò)測(cè)定電離后乙基膦酸根來(lái)計(jì)算原藥中三乙膦酸鋁含量[2];丁寧等也用離子色譜法對(duì)三乙膦酸鋁進(jìn)行了常量和痕量分析[3];范志先等報(bào)道用頂空進(jìn)樣法測(cè)定三乙膦酸鋁和代森錳鋅混劑[4];目前未見(jiàn)煙草上三乙膦酸鋁殘留檢測(cè)分析方面的文獻(xiàn)報(bào)道。筆者經(jīng)過(guò)試驗(yàn),考慮煙葉內(nèi)在成分的復(fù)雜性,確定用頂空氣相色譜法對(duì)煙葉及土壤中三乙膦酸鋁進(jìn)行殘留分析。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 儀器 氣相色譜儀-氫火焰離子化檢測(cè)器(FID),Agilent6890N;千分之一電子天平,SHIMADZU-UW420H;萬(wàn)分之一電子天平,ER-182A;恒溫水浴箱(天津泰斯特儀器有限公司)。

        1.1.2 試劑 乙醇、叔丁醇、氫氧化鈉等均為分析純(A.R.);三乙膦酸鋁標(biāo)準(zhǔn)品,純度 86.0%,德國(guó)Dr.E公司購(gòu)買(mǎi);氫氧化鈉溶液 2 mol/L;叔丁醇內(nèi)標(biāo)溶液,0.2 g叔丁醇,用2 mol/L氫氧化鈉溶液定容1000 mL。

        1.1.3 供試材料 三乙膦酸鋁標(biāo)準(zhǔn)品,純度86.0%,德國(guó)Dr.E公司提供;三乙膦酸鋁標(biāo)準(zhǔn)品母液的配制:稱(chēng)取86.0%三乙膦酸鋁標(biāo)準(zhǔn)品0.0116 g,以水溶解并定容至100 mL,每毫升母液中含三乙膦酸鋁100 μg;供試農(nóng)藥,80%三乙膦酸鋁可分散粒劑,江蘇金壇市興達(dá)化工廠提供。

        煙草品種:山東為中煙100,湖南為云煙87。

        1.2 方法

        1.2.1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) 最終殘留試驗(yàn)設(shè)計(jì)兩個(gè)劑量:高劑量600 g/667m2,低劑量400 g/667m2,兩劑量分別施藥3次、4次,施藥間隔期7 d;消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)800 g/667m2制劑用量施藥1次。用水量50 kg/667m2,小區(qū)面積30 m2,每處理重復(fù)3次,以等量清水做空白對(duì)照[5]。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)和山東、云南的氣候及烤煙長(zhǎng)勢(shì),確定第1次施藥時(shí)間分別為2008年7月10日和7月6日。

        1.2.2 樣品中三乙膦酸鋁農(nóng)藥的提取 稱(chēng)取煙葉樣品10.0 g于250 mL反應(yīng)瓶中,加入50 mL 2mol/L的內(nèi)標(biāo)叔丁醇-氫氧化鈉溶液,塞緊翻口膠塞,再用聚四氟乙烯生料帶纏繞以防漏氣。反應(yīng)瓶置于80℃水溫下水浴加熱,每隔15 min搖動(dòng)反應(yīng)瓶1次,2 h后抽取頂空氣體,氣相色譜(FID檢測(cè)器)測(cè)定。

        1.2.3 分析測(cè)定 氣相色譜儀-氫火焰離子化檢測(cè)器(FID),Agilent6890N;色譜柱:熔融石英毛細(xì)管柱 HP-FFAP(50 m×0.20 mm×0.30 μm);檢測(cè)條件:進(jìn)樣口溫度 160 ℃,檢測(cè)器溫度 200 ℃,柱溫90 ℃。

        1.2.4 結(jié)果計(jì)算 內(nèi)標(biāo)-峰面積法定量。樣本中殘留的三乙膦酸鋁,堿解生成乙醇的產(chǎn)率為39.03%,通過(guò)叔丁醇內(nèi)標(biāo)標(biāo)定乙醇含量,最終確定樣本中三乙膦酸鋁殘留量。計(jì)算公式如下[6]:

        上式中,R—樣品中乙醇含量(mg/kg);C1—標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(mg/L);V1—標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)氣體進(jìn)樣體積(μL);V2—樣品溶液最終定容體積(mL);V3—樣品溶液反應(yīng)氣體進(jìn)樣體積(μL);P1—標(biāo)準(zhǔn)溶液中乙醇峰面積/內(nèi)標(biāo)物峰面積;P2—樣品溶液中乙醇峰面積/內(nèi)標(biāo)物峰面積;W—樣品稱(chēng)取質(zhì)量(g)。

        2 結(jié) 果

        2.1 方法檢測(cè)限

        上述氣相色譜檢測(cè)條件下,檢測(cè)器對(duì)三乙膦酸鋁(乙醇)最小檢出量為7.1×10-10g;上述樣品提取方法和檢測(cè)條件下,測(cè)得三乙膦酸鋁(乙醇)最低檢出濃度鮮煙葉和土壤中為0.01 mg/kg,干煙葉中為0.05 mg/kg。

        2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

        取一定量三乙膦酸鋁標(biāo)準(zhǔn)品母液,配置成濃度分別為0.01, 0.1, 1.0, 5.0, 10.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液,經(jīng)反應(yīng)后抽取反應(yīng)瓶頂空氣體,以乙醇?xì)怏w理論進(jìn)樣量(ng)為橫坐標(biāo),對(duì)應(yīng)氣相色譜測(cè)定峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,其一元線性回歸方程為 y=2.63292+139.158x,相關(guān)系數(shù)為 r =0.99977(圖 1)。

        圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve

        2.3 添加回收率試驗(yàn)

        鮮、干煙葉和土壤空白樣品,分別添加2個(gè)不同濃度的三乙膦酸鋁標(biāo)準(zhǔn)品內(nèi)標(biāo)混合溶液,每個(gè)濃度重復(fù)5次,按上述方法堿解、檢測(cè)。結(jié)果表明,三乙膦酸鋁平均回收率84.40%~95.54%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差1.90%~8.20%,回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均符合農(nóng)藥殘留試驗(yàn)的要求(表1)。

        表1 方法添加回收率試驗(yàn)結(jié)果Table1 Recovery of the method under the conditions of different addition levels

        2.4 三乙膦酸鋁在煙葉和土壤中的消解動(dòng)態(tài)

        圖2為三乙膦酸鋁在煙葉和土壤中的消解動(dòng)態(tài)曲線。煙葉中三乙膦酸鋁的 1 h原始沉積量為29.73~117.19 mg/kg,5 d時(shí)消解率超過(guò)50%,21 d時(shí)消解率超過(guò) 90%,消解方程分別為CT=20.1896e-0.10044T,CT=83.437e-0.14499T,半衰期2.44~3.14 d;土壤中1 h原始沉積量為3.31~10.26 mg/kg,7 d消解率接近或超過(guò)50%,14 d時(shí)消解率全部超過(guò)50%,35 d消解率超過(guò)90%,其消解方程分別為CT= 3.14803e-0.07156T,CT= 9.076e-0.09198T,半衰期為6.20~8.98 d。

        2.5 三乙膦酸鋁在煙葉和土壤中的最終殘留分析

        以推薦高劑量的 1.5倍劑量(600 g/667 m2)施藥,三乙膦酸鋁在煙葉中最終殘留量 ND~28.77 mg/kg,在土壤中最終殘留量0.10~6.40 mg/kg;以推薦高劑量(400 g/667 m2)施藥,三乙膦酸鋁在煙葉中的最終殘留量為ND~10.24 mg/kg,在土壤中最終殘留量為ND~2.78 mg/kg(表2)。

        圖2 三乙膦酸鋁在煙葉和土壤中的消解動(dòng)態(tài)Fig.2 Degradation of phosethy-Al in tobacco leaves and soils

        表2 80%三乙膦酸鋁可分散粒劑在煙葉和土壤中的最終殘留量Table2 Final residues of phosethy-Al in tobacco leaves and soils

        3 討 論

        80%三乙膦酸鋁可分散粒劑在煙葉和土壤中消解速率差異較大。5 d時(shí)煙葉中三乙膦酸鋁消解率已超過(guò)50%,21 d時(shí)消解率全部超過(guò)90%;而土壤中三乙膦酸鋁消解速率相對(duì)較慢,在7 d時(shí)消解率只有1個(gè)數(shù)據(jù)超過(guò) 50%,14 d時(shí)消解率全部超過(guò)50%,35 d時(shí)消解超過(guò)90%。試驗(yàn)結(jié)果比較顯示,整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程,三乙膦酸鋁在煙葉中消解速率大于土壤中,消解曲線呈遞減趨勢(shì)。

        在消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中,煙葉和土壤中1 h原始沉積量湖南與山東數(shù)據(jù)差異較大,可能為煙葉面積大小和土壤對(duì)農(nóng)藥吸附滲透性不同所致,此外,兩地的農(nóng)事操作及施藥習(xí)慣,也是導(dǎo)致兩地消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)1 h原始沉積量差異較大的原因。

        煙葉面積大,表面褶皺多,具粘性,且下部葉片較上部葉片大,施藥不均勻或藥液兌水多,上部葉片藥滴容易滴落至下部葉片,在下部葉片的褶皺處形成積液,導(dǎo)致農(nóng)藥殘留量突高。噴霧器性能的優(yōu)劣,也直接影響土壤中農(nóng)藥分析結(jié)果:噴霧效果好,土壤中農(nóng)藥分布均勻;噴霧時(shí)若形成大的藥滴滴落土壤表面,也會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥殘留量突高,直接影響殘留試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。因此,建立標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)藥殘留試驗(yàn)?zāi)J?,?guī)范操作方式和器械,對(duì)保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

        采用頂空氣相色譜法,氣體進(jìn)樣,雜質(zhì)干擾少,乙醇峰和內(nèi)標(biāo)物叔丁醇分離度好,特別適合于煙葉等內(nèi)在成分復(fù)雜的樣品分析。三乙膦酸鋁易溶于水,難溶于有機(jī)溶劑,常規(guī)的前處理和檢測(cè)方法,難以施行,頂空進(jìn)樣法,通過(guò)測(cè)定三乙膦酸鋁的堿解產(chǎn)物乙醇含量,從而推知三乙膦酸鋁殘留量,不失為簡(jiǎn)便有效的方法,其靈敏度和精確度均符合農(nóng)藥殘留分析要求,可用于三乙膦酸鋁的農(nóng)殘分析。

        [1]賴(lài)豐英,周微.農(nóng)藥混劑中三乙膦酸鋁含量測(cè)定方法的探討[J].化工技術(shù)與開(kāi)發(fā),2007,36(11):39-41.

        [2]王雪,朱巖,張嘉捷.離子色譜法同時(shí)測(cè)定三(乙基膦酸)鋁原藥純度及各雜質(zhì)離子的含量[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào): 理學(xué)版,2009,36(2):180-182.

        [3]丁寧,范志先,葛海英,等.三乙膦酸鋁的純化與離子色譜分析[J].青島科技大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版,2008,29(3):200-203.

        [4]范志先,宋述堯,馬凡如,等.三乙膦酸鋁及其與代森錳鋅混劑的頂空氣相色譜分析方法[J].色譜,1993,11(5):285-287.

        [5]中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部.NY-T 788-2004 農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則[S].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2004:2-5.

        [6]李本昌.農(nóng)藥殘留量實(shí)用檢測(cè)方法手冊(cè)(第 1卷) [M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 1995:32-33.

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